Разработка мероприятий по улучшению показателей надёжности асинхронных вспомогательных машин электровозов переменного тока

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………8
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НА ОСНОВЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ ………………………………………………………………………..10
1.1 Вспомогательный электропривод с питанием асинхронных двигателей от электромеханического фазорасщепителя ………………...10
1.2 Вспомогательный электропривод с питанием асинхронного двигателя по конденсаторной схеме в сочетании с тиристорным преобразователем частоты и числа фаз ……………………………………….16
1.3 Вспомогательный электропривод с питанием асинхронного двигателя от трёхфазного АИН ………………………………………………..33
2 МЕРОПРИЯТИЯ ПО УЛУЧШЕНИЮ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЁЖНОСТИ АСИНХРОННЫХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН …………………………………………………………………………39
2.1 Изменения конструкции и системы обслуживания асинхронных вспомогательных машин ……………………………………………………….39
2.2 Подсистема контроля увлажненности и степени износа
изоляции статорных обмоток асинхронных вспомогательных машин ……………………………………………………………………………42
2.3 Изменение алгоритма включения разгрузочных клапанов
приводов компрессоров ………………………………………………………...45
2.4 Методика определения мощности асинхронных вспомогательных машин и интенсивности вентиляции оборудования электровозов ………….48
2.5 Способ подогрева масла в картерах мотор-компрессоров ……………….53
3 ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОНТРОЛЬ АСИНХРОННЫХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН …………………………………………….58
3.1 Подсистемы температурного контроля асинхронных вспомогательных машин ……………………………………………………….55
3.2 Схема подсистемы контроля температуры асинхронных вспомогательных машин ……………………………………………………….61
3.3 Работа исполнительного устройства (УВТЗ-1М) ………………………...63
3.4 Принцип работы подсистемы температурного
контроля асинхронных вспомогательных машин электровозов …………….64
3.5 Микроконтроллерные подсистемы температурного контроля асинхронных вспомогательных машин ……………………………………….65
3.6 Подсистема температурного контроля, исключающая перегрев статорных обмоток приводных электрических машин компрессоров электровозов ВЛ85 при сваривании силовых контактов электромагнитного контактора ………………………………………………..73
4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ ВЕНТИЛЯТОРОВ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ………………………………………………………..76
4.1 Энергетические характеристики электропривода с полупроводниковым преобразователем ……………………………………….76
4.2 Математическая модель энергетических процессов в системе «полупроводниковый преобразователь частоты - асинхронный электродвигатель» ……………………………………………………………....89
4.3 Преобразователь частоты для управления производительностью вентиляторов электровозов переменного тока ……………………………..…96
4.4 Схемы электровоза ВЛ85 с преобразователем частоты 50/25 Гц …………………………………………………………….....100
5 ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ЛОКОМОТИВНУЮ БРИГАДУ …………………………………………………………………………………...107
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ПОДСИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБМОТОК АСИНХРОННЫХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА……………………………………………………………………………117
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………..123
ЛИТЕРАТУРА …………………………………………………………………125

Весь текст будет доступен после покупки

Асинхронные вспомогательные машины современных электровозов переменного тока ВЛ85, 2, 3, 4ЭС5К Восточного полигона имеют пониженную безотказность по сравнению с такими же машинами электровозов ВЛ80. Это обусловлено повышением выходной мощности приводов, увеличением мощности асинхронных вспомогательных машин на единицу массы, выход напряжения контактной сети за нижнюю установленную границу, нерациональный системой вентиляции асинхронных вспомогательных машин, повышенной несимметрией напряжения питания и тока, несовершенством тепловой защиты.
Наибольшее число отказов приходится на асинхронные вспомогательные машины привода главных компрессоров. Это вызвано замерзанием масла в картерах и редукторах поршневых компрессоров зимой из-за повреждения подогревателей, разгрузочных клапанов, использования масла в картерах и редукторах низкого качества.

Весь текст будет доступен после покупки

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НА ОСНОВЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ

1.1 Вспомогательный электропривод с питанием асинхронных двигателей от электромеханического фазорасщепителя

Электромеханические фазорасщепители используются на электропоездах и электровозах переменного тока для преобразования однофазного напряжения в трёхфазное, предназначенное для питания асинхронных двигателей вспомогательного электропривода. На рисунке 1.1 показана схема электрическая принципиальная силовых цепей вспомогательного электропривода магистрального электровоза переменного тока ВЛ85.
Фазорасщепители представляют собой асинхронные двигатели с симметричной или несимметричной обмоткой статора, без нагрузки (или с небольшой нагрузкой) на валу. Электромеханический фазорасщепитель (на примере фазорасщепителей НБ-453 или НБ-455) отличается от классического асинхронного двигателя несимметричной обмоткой статора. Принято чередование фаз 1 – 3 – 2 – 1, где питающее напряжение (рисунок 1.2) подаётся на фазы 1 и 2, называемые «двигательными». Фаза 3 именуется «генераторной».
Однофазный ток двигательной фазы создаёт в воздушном зазоре фазорасщепителя пульсирующее магнитное поле, которое можно представить в виде двух встречно вращающихся магнитных полей. Ротор с короткозамкнутой беличьей клеткой вращается с синхронной скоростью и не оказывает влияния на составляющую поля, с которой его направление вращения совпадает. Для обратного поля клетка ротора является аналогом короткозамкнутой обмотки трансформатора – клетка ротора демпфирует обратное поле.























Рисунок 1.1 - Схема электрическая принципиальная силовых цепей вспомогательного ЭП магистрального электровоза переменного тока ВЛ85

Расщепитель фаз можно рассматривать как совмещённый однофазный асинхронный двигатель и трёхфазный синхронный генератор. Э.д.с. генератора наводятся во всех трёх фазах машины. Фазы векторов э.д.с. определяются пространственным расположением фаз обмотки статора. Так как ток нагрузки, питаемой от расщепителя фаз, содержит индуктивную составляющую, вектор напряжения генераторной фазы в исходном состоянии конструктивно смещён против часовой стрелки. Напряжения холостого хода для НБ-455А равны: 380 В, 385 В и 430 В. Под нагрузкой напряжения на выходе фазорасщепителя находятся в зависимости от тока и коэффициента мощности нагрузки, а также величины ёмкости батареи конденсаторов. Выбор всех параметров схемы на рисунке 1.2 выполняется по условию получения минимальной несимметрии напряжений в рабочих режимах.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Дипломные и курсовые проекты. Практикум [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие: [по направлению подготовки 23.05.03 "Подвижной состав железных дорог" (Локомотивы, Электрический транспорт железных дорог), квалификация "инженер путей сообщения"] / А.С.Космодамианский, С.И.Баташов, М.А.Ибрагимов, М.Ю.Капустин; рец. А.Т.Осяев ; Российский университет транспорта, кафедра Тяговый подвижной состав. - Текст: электронный. - М.: РУТ(МИИТ), 2019. - 83 с.
2. Смирнов, В.П. Непрерывный контроль температуры предельно нагруженного оборудования электровоза : монография. / В.П. Смирнов. – Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2003. – 328 с.
3. Куренков, А.С. Уточнение механизма отказов асинхронных вспомогательных машин современных электровозов переменного тока / А.С.Куренков // Наука и техника транспорта. 2017. – N3. – 23-33 с.
4. Имитационное моделирование явлений во вспомогательном асинхронном электроприводе электроподвижного состава [Текст]: монография / М. Ю. Пустоветов; Росжелдор, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования "Ростовский гос. ун-т путей сообщ." (ФГБОУ ВПО РГУПС). - Ростов-на-Дону : РГУПС, 2015. - 158 с.
5. Орленко А.И. Энергосбережение в цепях вспомогательных машин электровозов переменного тока на основе ступенчатого управления производительностью вентиляторов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук // Иркутск, ИрГУПС, 2004. – 189 с.

Весь текст будет доступен после покупки